Pompare optică
Pomparea optică este o metodă de a crea o inversare a populației într-o substanță prin expunerea la radiații electromagnetice cu o frecvență mai mare decât frecvența unei tranziții cu inversiune cuantică. Această metodă, care face posibilă deplasarea electronilor din atomi de la un subnivel magnetic la altul, a stat la baza creării unui generator de lumină cuantică - un laser .
Teorie
Metoda a fost descoperită în 1950 de Alfred Kastler , când un fascicul de lumină de frecvența corespunzătoare ridică atomii sau moleculele la un nivel de energie mai înalt, fără a ocupa toate subnivelurile. Rezultă de aici că în timpul tranzițiilor inverse ale atomilor la starea fundamentală, lumina se propagă inegal în direcții diferite și este parțial polarizată în fiecare direcție. Dacă câmpul electromagnetic aplicat atomilor înălțați are energia fotonică necesară pentru a induce tranziții între subnivelurile ocupate și neocupate, iar lumina emisă modifică atât polarizarea, cât și distribuția spațială, o astfel de modificare indică faptul că frecvența radio este în rezonanță cu diferența de energie. Metoda de pompare optică a lui Kastler a devenit un mijloc de a identifica locația subnivelurilor stărilor atomice ridicate.
Se crede că în timpul pompării optice, atomul este orientat la nivel, dar datorită naturii ciclice a acestui proces, electronul legat suferă de fapt excitație și dezintegrare repetată între subnivelurile stărilor superioare și inferioare. Frecvența de polarizare și pompare a laserului determină la ce subniveluri este orientat laserul.
Note
În practică, pomparea optică complet coerentă poate să nu aibă loc din cauza creșterii puterii lățimii liniei de tranziție și a efectelor nedorite, cum ar fi captarea structurii hiperfine și captarea radiațiilor. În consecință, orientarea unui atom într-un caz mai general depinde de frecvența, intensitatea, polarizarea, lățimea de bandă spectrală a laserului , de lățimea liniei și de probabilitatea de transformare a tranziției absorbante.